Studi Alternatif Pemanfaatan Sumber Mata Air Umbulan Untuk Sistem Irigasi Pada Kecamatan Winongan

STUDI ALTERNATIF PEMANFAATAN SUMBER MATA AIR

UMBULAN UNTUK SISTEM IRIGASI PADA KECAMATAN

WINONGAN

NASKAH PUBLIKASI

TEKNIK SIPIL

Diajukan untuk memenuhi persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik

ADHITYA PRIAMBUDI

NIM. 115060100111023

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

MALANG

2017

STUDI ALTERNATIF PEMANFAATAN SUMBER MATA AIR UMBULAN

UNTUK SISTEM IRIGASI PADA KECAMATAN WINONGAN

Adhitya Priambudi, Alwafi Pujiharjo, Indradi Wijatmiko

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

Jl. MT. Haryono 167 Malang, 65145, Jawa Timur

–

Indonesia

ABSTRAK

Pertanian merupakan faktor penting dalam pemenuhan kebutuhan pangan nasional. Namun masih banyak sawah di Indonesia yang belum dimaksimalkan dikarenakan berbagai hal, salah satunya ketidakmampuan masyarakat memenuhi kebutuhan air irigasi. Ketidakmampuan ini disebabkan sawah yang pemenuhan kebutuhan air dari turunnya hujan (sawah tadah hujan) dan keterbatasan teknologi (pompa).Kekeringan yang terjadi di Indonesia salah satunya terjadi pada Desa Umbulan dan Desa Kedungrejo Kecamatan Winongan Kabupaten Pasuruan. Lokasi sawah tadah hujan berada pada elevasi +120 m di atas permukaan laut, sedangkan elevasi sumber air umbulan berada pada +30 m di atas permukaan laut. Luas sawah tadah hujan 95,48 Ha berada 1,4 km dari sumber air umbulan. Sumber air umbulan memiliki debit sekitar 3068,72 liter/detik hanya 10 % yang digunakan untuk keperluan keperluan tertentu selebihnya terbuang percuma ke laut. Dari kenyataan ini sangat ironi apabila ada daerah yang berada didekatnya mengalami kekeringan. Kebutuhan air irigasi sawah tadah hujan pada kedua desa tersebut hanya sebesar 171,38 liter/detik dengan dirancang sistem pendistribusian air menggunakan pompa yang diatur penyalaan pompa serta tandon sebesar 400 m3

ABSTRACT

Agriculture is an important factor for national foods demand. But there are still many fields in Indonesia have not been optimized for a variety of things, one of which is the inability of the people to meet the needs of irrigation water. Winongan people not capable to supply irigation water because the field get the water irigation from rain and limitnees of technology (pump). One of the areas get the drought in Indonesia is Winongan district. The rainfed field in winongan district has elevate in +120 m while umbulan spring has elevate in +30 m. The large of rainfed field is 95,48 Ha have the distance of spring umbulan 1,4 km. The Umbulan Spring debit is 3068,72 liter/second just 10% used from total debit and the rest wasted to sea. This reality is a ironi if the field in there get drought. The demand of water irrigation is 171,38 liter/second and the distribution water using pump and have reservoir 400 m3

PENDAHULUAN

Indonesia merupakan negara agraris yang masyarakatnya berprofesi sebagai petani dan memiliki banyak lahan pertanian. Namun lahan tersebut akan tidak ada artinya apabila tidak disediakan pula sistem penyediaan air. Salah satu kendala sulitnya masyarakat dalam penyediaan air adalah keterbatasan teknologi.

Kekeringan sering terjadi pada lahan pertanian yang hanya mengandalkan air hujan atau bisa disebut dengan sawah tadah hujan. Ini menyebabkan tidak bisa maksimal dalam produksi beras pada daerah tersebut. Di wilayah Jawa Timur, pemenuhan kebutuhan air irigasi masih belum 100%. Ini dibuktikan dengan banyaknya daerah yang mengalami kekeringan tidak bisa ditanami.

Salah satu di daerah yang mengalami kekeringan ialah beberapa desa di Kecamatan Winongan Kabupaten Pasuruan. Didaerah ini penduduknya mayoritas berprofesi sebagai petani yang hanya mengandalkan air hujan untuk pengairan sawahnya. Sehingga pada musim kemarau sawah mengalami kekeringan. Hal ini berakibat masyarakat disana tidak bisa memaksimalkan lahan yang ada untuk bertani. Lokasi Kecamatan Winongan dilihat pada

Gambar 1.

Dengan keadaan sawah yang mengalami

kekeringan, namun Kecamatan Winongan

mempunyai sumber air/ mata air dengan debit yang besar yaitu Sumber air umbulan. Mata air ini berada di lahan seluas 4,8 hektar dan berjarak kisaran 72 km dari Kota Surabaya. Sumber umbulan ini memiliki debit kira kira 4000 liter/detik diharapkan dapat memenuhi kebutuhan akan air untuk kehidupan sehari hari mulai dari kebutuhan irigasi maupun kebutuhan air konsumsi.

Gambar 1 Peta Lokasi Kecamatan Winongan

Kabupaten Pasuruan

TINJAUAN PUSTAKA

Siklus Hidrologi

Hidrologi adalah suatu ilmu yang menjelaskan tentang kehadiran dan gerakan air di alam. Meliputi berbagai bentuk air, yang menyangkut perubahan perubahannya antara keadaan cair, padat dan gas dalam atmosfir, di atas dan di bawah permukaan tanah. Di dalamnya tercakup pula air laut yang merupakan sumber dan penyimpanan air yang mengaktifkan kehidupan di planet bumi. (Soemarto, 1986)

Curah Hujan Harian

Metode yang dipakai dalam mencari curah hujan harian adalah Metode Rata -rata aljabar. Curah hujan didapatkan dengan mengambil rata-rata hitung dari penakar hujan areal tersebut dibagi jumlah stasiun pengamatan (sosrodarsono dan takeda,1976)

P = (P1+P2+..Pn) / n

Dimana :

P : Tinggi curah hujan rata rata

(mm)

P1,P2,Pn : Tinggi curah hujan pada

stasiun penakar 1,2,..n (mm)

n : Jumlah stasiun penakar

Curah Hujan Andalan

Curah hujan yang diharapkan selalu ada atau dapat diandalkan pada periode tertentu disuatu lahan, dimana resiko kegagalan telah

diperhitungkan sebaik-baiknya. Dengan

menggunakan “Basic Year Method”, dapat

dihitung R80 dengan rasio kegagalan yang diperhitungkan 20%.

Curah Hujan Efektif

Jumlah curah hujan yang jatuh pada periode tertentu selama masa pertumbuhan tanaman yang secara efektif untuk memenuhi kebutuhan tanaman

Daerah Imbuhan

Resapan air (infiltrasi air) ke dalam lapisan tanah atau batuan adalah bagian dari proses siklus air.Dimana air hujan yang turun ke permukaan bumi, sebagian mengalir di permukaan sebagai aliran permukaan (run off) dan sebagian lagi masuk ke dalam tanah, mengisi lapisan akuifer (lapisan pembawa air) untuk kemudian disebut sebagai air tanah.

Mata Air

Mata air adalah air tanah yang keluar dengan sendirinya ke permukaan tanah. Mata air yang berasal dari dalam tanah hampir tidak terpengaruh oleh musim dan kualitasnya sama dengan air tanah dalam. Berdasarkan keluarnya (munculnya air dari tanah) mata air, dapat dibedakan menjadi: mata air rembesan, yaitu mata air yang keluar dari lereng-lereng dan mata air umbul, yaitu mata air keluar dari suatu daratan.

Irigasi

Sistem irigasi dapat diartikan sebagai satu kesatuan yang tersusun dari berbagai komponen, menyangkut upaya penyediaan,

pembagian, pengelolaan dan pengaturan air dalam rangka meningkatkan produksi pertanian. Beberapa komponen dalam sistem irigasi diantaranya adalah :

1. Siklus hidrologi

2. Kondisi fisik dan kimiawi 3. Kondisi biologis tanaman, 4. Aktivitas manusia

Tujuan Irigasi

Secara garis besar di golongkan menjadi 2 (dua) golongan yaitu :

1. Tujuan Langsung : irigasi mempunyai

tujuan untuk membasahi tanah berkaitan dengan kapasitas kandungan air dan udara dalam tanah sehingga dapat mencapai suatu kondisi tertentu sesuai untuk kebutuhan pertumbuhan tanaman yang ada ditanah tersebut.

2. Tujuan tidak langsung : untuk

mengatur suhu tanah, mencuci tanah yang mengandung racun, mengangkut bahan pupuk melalui air yang ada, mengatur elevasi yang ada dengan cara mengalirkan air dan mengendapkan lumpur yang ada dll.

Evapotranspirasi

Metode PENMAN (modifikasi)

ETo = C ( W x Rn+( 1– W) x f(U) x

(ea-ed)

ETo =Evapotranspirasi potensial harian (mm/hari)

C = Faktor koreksi,

W =Faktor yang berhubungan dengan

temperatur dan suhu,

f(U) = Faktor yang bergantung pada kecepatan angin (km/hari),

ea = Nilai tekanan uap jenuh (m bar), ed = Nilai tekanan uap air nyata (m bar).

ET = kc x Eto

ET = Evapotranpirasi tanaman (mm/hari) ETo = evapotranspirasi potensial harian (mm/hari)

kc = Koefisien tanaman

Tabel 1 Harga Koefisien Tanaman Padi

Bulan Ke

Nedeco/prosida FAO

Biasa Unggul Biasa Unggul

0,5 1,2 1,2 1,1 1,1 1 1,2 1,27 1,1 1,1 1,5 1,32 1,33 1,1 1,05 2 1,4 1,3 1,1 1,05 2,5 1,35 1,3 1,1 0,95 3 1,25 0 1,05 0 3,5 1,12 0 0,95 4 0 0 0 Hidrolika

Saluran terbuka

Saluran terbuka adalah saluran di mana air mengalir dengan muka air bebas. Kajian tentang perilaku aliran dikenal dengan mekanika fluida (fluid mechanis). Hal ini menyangkut sifat-sifat fluida dan pengaruhnya terhadap pola aliran dan gaya yang akan timbul di antara fluida dan pembatas (dinding).

Type aliran pada Saluran Terbuka adalah a. Aliran Mantap (Steady Flow)

1. Perubahan volume terhadap waktu tetap ∂Q / ∂t = 0

2. Perubahan kedalaman terhadap waktu tetap ∂h / ∂t = 0

3. Perubahan kecepatan terhadap waktu tetap ∂v / ∂t = 0

b. Aliran Tidak Mantap (Unsteady Flow) 1. Perubahan volume terhadap waktu

tidak tetap ∂Q / ∂t ≠ 0

2. Perubahan kedalaman terhadap waktu tidak tetap ∂h / ∂t ≠ 0

3. Perubahan kecepatan terhadap waktu tetap ∂v / ∂z ≠ 0

c. Aliran Seragam (Uniform Flow)

1. Besar dan arah kecepatan tetap terhadap jarak. ∂Q / ∂x = 0

2. Aliran pada pipa dengan penampang sama. ∂v / ∂x = 0

d. Aliran Tidak Seragam (Non Uniform Flow)

1. Pengaruh pembendungan dan

variable fluida lain juga tidak tetap.

∂h / ∂x≠ 0

2. Hydraulic jump. ∂v / ∂x ≠ 0

Keadaan aliran

Aliran pada saluran terbuka dapat diklasifikasikan berdasarkan pengaruh kekentalan fluida (v = viskositas ) dan gaya gravitasi.

Perbandingan gaya-gaya yang disebabkan oleh gaya Inersia, gravitasi dan kekentalan dikenal sebagai bilangan reynold, Re dapat ditulis dengan persamaan (SI): Re = 𝝆.𝒗 .𝑳 µ = 𝒖 .𝑫 ʋ Dimana : 𝝆 = Rapat massa (kg/m3₎

D =Diameter pipa (meter)

u = Kecepatan Aliran (m/detik)

µ = Kekentalan Dinamis (kg/m.detik)

ʋ = Kekentalan kinematik (µ/𝝆 )

Jika nilai Re kecil aliran akan meluncur lapisan di atas lapisan lain yang dikenal sebagai aliran Laminar, sedangkan jika aliran-aliran tadi tidak terdapat garis edar tertentu yang dapat dilihat, aliran ini disebut Aliran Turbulen.

Pada Saluran Terbuka :

a. Aliran Laminer terjadi jika Re < 500 b. Aliran Turbulen tejadi jika Re > 1000 c. Untuk kondisi 500 < Re < 1000 disebut

Aliran Transisi.

Aliran Sub-Kritis, Kritis dan

Super-Kritis

Perbandingan Gaya-gaya Inersia dan Gravitasi dikenal sebagai Bilangan Fronde :

F = V /(√ g . D )

Aliran dikatakan kritis jika :

F = 1,0 disebut Aliran Kritis F < 1,0 disebut Sub-Kritis F > 1,0 disebut Super-Kritis

Aliran Seragam (Uniform Flow)

Aliran seragam merupakan aliran dengan kecepatan rata-rata sepanjang alur aliran adalah sama sepanjang waktu. Aliran dikatakan seragam, jika kedalaman aliran sama pada setiap

penampang saluran. Di dalam aliran

seragam,dianggap bahwa aliran adalah mantap dan satu dimensi yang berarti kecepatan aliran di setiap titik pada tampang lintang tidak berubah, misalnya aliran melalui saluran irigasi yang sangat panjang dan tidak ada perubahan penampang. Pada umumnya aliran seragam pada saluran terbuka dengan tampang lintang prismatic adalah aliran dengan kecepatan konstan dan kedalaman air konstan. Di samping itu permukaan aliran sejajar dengan permukaan dasar saluran, sehingga kecepatan dan kedalaman aliran disebut dalam kondisi seimbang (kondisi equilibrium).

Gambar 2 Aliran seragam

Aliran tak seragam (Non-Uniform

Flow)

Aliran tak seragam adalah kedalaman dan kecepatan aliran disepanjang saluran tidak konstan, garis tenaga tidak sejajar dengan garis muka air dan dasar saluran. Analisis aliran tak seragam biasanya bertujuan untuk mengetahui profil aliran di sepanjang saluran atau sungai. Analisis ini banyak dilakukan dalam perencanaan perbaikan sungai atau penanggulangan banjir, elevasi jembatan dan sebagainya. Dalam hal ini analisis aliran menjadi jauh lebih mudah dan hasil hitungan akan lebih aman, karena debit yang diperhitungkan adalah debit puncak yang sebenarnya terjadi sesaat, tetapi dalam analisis ini dianggap terjadi dalam waktu yang lama.

Bentuk Saluran Terbuka

Berbagai macam bentuk penampang saluran terbuka yang tersedia, antara lain

Gambar 3 Profil Saluran

a. Trapezium b. Persegi c. Segitiga

d. Setengah lingkaran e. Tak beraturan

Geometri saluran

Geometri (penampang) saluran, (channel section) adalah potongan tegak lurus terhadap arah aliran sedangkan penampang vertikal saluran (vertical channel section) adalah suatu penampang melalui titik terbawah atau terendah dari penampang saluran.

Gambar 4 Geometri penampang persegi dan

trapesium

Luas (A) = b x h

Keliling basah P = b + 2h

Jari-jari hidraulik R= (bh)/(b+2h)

dengan b = lebar dasar saluran dan h = tinggi kedalaman air

Perhitungan Saluran Ekonomis Trapesium a. Luas penampang A (m)= h2x √3 b. Keliling basah P(m) = 2h x √3 c. Jari jari hidrolis R (m) = A/P = h/2 d. Kecepatan V (m/s) = 1/n x R2/3 _x S1/2 e. Q = A x V (m3_{/s) = h}2x √3 x 1/n x R2/3 _{x S}1/2 f. Dasar penampang B (m) = 2/3 x h x √3

Tinggi Jagaan

Meningginya muka air sampai diatas tinggi yang telah direncanaka bisa disebabkan oleh penutupan pintu air secara tiba-tiba disebelah hilir, atau terhambatnya air dibagian hilir dikarenakan suatu hal. Tinggi jagaan telah diatur oleh standar perencanaan irigasi tahun 1986.

Tabel 2Tinggi Jagaan Minimum Untuk Saluran

Tanah Q (m3_{/s) Tinggi Jagaan (m)} <0,5 0,4 0,5-1,5 0,5 1,5-5 0,6 5-10,0 0,75 10,0-15,0 0,85 >15 1

Head kerugian gesek di dalam pipa [Hgesekan)

Aliran fluida cair yang mengalir di dalam pipa adalah fluida viskos sehingga faktor gesekan fluida dengan dinding pipa tidak dapat diabaikan, maka menggunakan persamaan chezzy,

v = C √(R.S0)

dengan :

v = Kecepatan Rata-Rata Aliran Di Dalam Pipa (m/s)

C, = Koefesien Chezzy R = Jari-Jari Hidrolis

S = Kemiringan Garis Energi

Sehingga nilai C dapat dihubungkan dengan koefisien f dari Darcy-Weisbach :

Hf=𝑓.𝐿 𝑣2

𝐷 .2𝑔

v = √8. 𝑔

𝑓 𝑅1/2𝑆1/2

Persamaan diatas dibandingkan dengan persamaan chezy, maka didapat hubungan,

C= √8 𝑔

𝑓

Rumus Strickler mempunyai bentuk :

v = ks . R 2/3 . S1/2

Dimana ks adalah koefisien kekasaran strickler yang mempunyai hubungan dengan kekasaran manning ks = 1

𝑛

Koefisien Manning (n)

Setiap aliran dipengaruhi material mempunyai kekasaran yang berbeda, tentunya akan mempengaruhi pergerakan fluida yang berkontak langsung dengan permukaan saluran. Koefisien manning n merupakan fungsi dari :

a. Material saluran b. Ketidak-teraturan permukaan c. Variasi bentuk d. Tumbuh-tumbuhan e. Kondisi aliran f. Halangan saluran g. Derajat kelokan saluran

Tabel 3 Harga Koefisien Kekasaran Manning

Tipe Pipa Koef. Manning (n)

Kaca, Kuningan/Tembaga 0,009-0,013

Permukaan Semen Halus 0,01-0,013

Kayu 0,01-0,013

Besi Tuang 0,011-0,015

Beton Precast 0,011-0,015

Permukaan Mortar Semen 0,011-0,015

Pipa Tanah Dibakar 0,011-0,017

Besi Tuang 0,012-0,017

Batu Dengan Mortar Semen 0,012-0,017

Baja Keling 0,017-0,02

Tabel 4 Harga Koefisien Kekasaran Manning

untuk sungai

Kehilangan Energi Sekunder dalam

Pipa

Disamping ada kehilangan energi akibat gesekan pipa atau disebut dengan kehilangan energi primer (mayor losses), terjadi pula kehilangan energi yang disebabkan karena perubahan penampang pipa, sambungan, belokan dan katup yang biasa disebut kehilangan enrgi sekunder (minor losses). Kehilangan energi minor biasanya jauh lebih kecil dari major losses, sehingga biasanya diabaikan dalam perhitungan. Secara umum kehilangan energi dalam ditulis dengan

hL = KL.v2/2g

dengan KL = koefesien gesekan

Gambar 6 Katup pipa

Gambar 2.7 menjelaskan beberapa bentuk

belokan saluran pipa yang mempengaruhi nilai koefisien gesekan aliran. Selain belokan pada saluran, akibar kehilangan energi sekunder bisa diakibatkan juga karena adanya katup yang ditunjukkan pada Gambar 2.8

Sistem Perpompaan

Pompa digunakan untuk menaikkan air menuju tandon yang berada di atas denan selisih elevasi muka air H, seperti ditunjukan pada

Gambar 2.6, maka daya yang digunakan oleh

pompa adalah sama dengan tinggi H ditambah kehilangan energi selama pengaliran. Kehilangan energi adalah ekivalen dengan penambahan tinggi elevasi, sehingga efeknya sama dengan bila pompa menaikkan air setinggi Hp = H + ∑hf. Kehilangan energi dapat karena gesekan (major losses) dan minor losses, namun apabila minor losses diabaikan maka kehilangan energi karena gesekan baik pipa sebelum maupun sesudah pompa. Pipa sebelum pompa merupakan pompa hisap, sedangkan pipa setelah pompa adalah pipa tekan.

D = 𝑄.𝐻 .ˠ

75.ɳ (hp)

Dimana, ɳ = efisiensi pompa

Gambar 7 Pipa dengan pompa

METODOLOGI

Gambar 8 Flowchart Penelitian

Garis tekanan

menghitung luas sawah yang akan di aliri

* Evapotransporasi * Kehilangan air * Kebutuhan khusus

menghitung debit andalan umbulan mulai

menghitung kebutuhan air irigasi

Q demand < Q supply Tidak

Q Demand Q Supply

Merancang sistem irigasi

Sistem pemberian air

Perencanaan saluran pemilihan pompa Menentukan kebutuhan tandon/reservoir

(analisis keseimbangan air)

selesai Ya

Langkah–Langkah Pengerjaan

Tujuan perumusan langkah-langkah dalam perencanaan sistem irigasi ini untuk mempermudah dalam menganalisis permasalahan yang akan dibahas dalam penulisan skripsi ini. Secara garis besar, langkah-langkah tersebut ialah

a. Pengumpulan Data b. Pengolahan Data c. Analisis dan Perhitungan

Ketiga langkah langkah tersebut dilakukan dengan 2 cara, yaitu dengan SIG atau komputerisasi dan manual. Urutan pengerjaannya yaitu :

Perhitungan Debit Andalan Sumber

Air Umbulan (supply)

1. Pengumpulan data berupa :

a. Data tinggi air dari pintu ukur saluran pembuangan sumber air umbulan.

b. Data lebar pintu air

c. Peta topografi wilayah

Kecamatan Winongan d. Luas sawah yang akan dialiri 2. Pengolahan data

a. Pengukuran muka air pada pintu ukur pembuangan air yang ada pada sumber air Umbulan guna mendapatkan debit air

b. Data kontur didapat dari peta topografi

3. Analisis dan perhitungan, dengan cara : a. Menghitung menggunakan ilmu

hidrolika mengenai pintu ukur ambang tinggi.

b. Menghitung menggunakan ilmu hidrolika mengenai pintu ukur ambang lebar.

c. Menghitung kekuatan dan

spesifikasi pompa untuk menaikkan air

Perhitungan Luas Sawah yang akan

dialiri (demand).

1. Pengumpulan Data

a. Peta lahan kekeringan di desa Kedung rejo, dan desa Umbulan b. Peta topografi.

c. Evapotranspirasi. d. Kehilangan air. e. Kebutuhan khusus. 2. Pengolahan data

a. Data Luas sawah diperoleh dari BPS Pasuruan.

b. Menghitung kebutuhan air

irigasi dengan

memperhitungkan

evapotranspirasi, kehilangan air dan kebutuhan khusus.

c. Membuat saluran irigasi untuk sawah dengan profil sesuai debit pengaliran.

d. Topografi diperoleh dari BAKOSURTANAL

e. Mendesain penampungan air irigasi.

3. Analisis dan perhitungan.

a. Evaporaspirasi di dapat dengan metode Penman

b. Kebutuhan air di dapat dengan

cara penjumlahan

evapotranspirasi, kehilangan air dan kebutuhan khusus.

c. Penentuan letak penampungan didapat berdasarkan kebutuhan air irigasi agar bisa teraliri air sesuai rencana.

Perbandingan antara Q supply dengan

Q demand dan penentuan sistem

penyediaan air bersih

1. Pengumpulan Data

a. Hasil perhitungan Q supply b. Hasil perhitungan Q demand c. Peta saluran eksisting di Desa

Kedungrejo, dan Umbulan. d. Data topografi

2. Pengolahan data

a. Membandingkan hasil

perhitungan Q supply dengan Q demand

b. Topografi diperoleh dari

BAKOSURTANAL untuk

penetuan beda tinggi

c. Mendesain sistem irigasi sawah yang mengalami kekeringan. 3. Analisis dan Perhitungan

a. Apabila hasil perhitungan menunjukkan Q supply < Q demand maka debit mata air Umbulan tidak mencukupi untuk kebutuhan masyarakan dan perlu adanya pengurangan cakupan wilayah pemberian air b. Apabila hasil perhitungan

menunjukkan Q supply > Q

demand maka dilakukan

perhitungan debit rancangan c. Menentukan jumlah kebutuhan

pompa berdasarkan kebutuhan air irigasi

d. Membuat penjadwalan

penyalaan pompa.

e. Mendesain penampungan air

dengan memperhitungkan

kebutuhan air irigasi serta

kondisi letak tempat

penampungan air.

PEMBAHASAN

Data Sawah

Sawah yang mengalami kekeringan merupakan sawah tadah hujan yang berada di Desa Umbulan dan Desa Kedungrejo. Dengan total 95,48 Ha sawah hanya bisa digunakan saat musim hujan serta berfungsi satu kali panen.

Tabel 5 Luas Sawah Tadah Hujan

NO

Nama Desa

Luas sawah (ha)

2012

2013

2014

1 Umbulan

26,5

26,5

26,5

2 Kedungrejo 68,98

68,98

68,98

Perhitungan Evapotranspirasi

Dengan menggunakan Metode Penman Modifikasi karena adanya data-data yang mendukung.

ETo = c .(W. Rn+(1–W).f(u).(ea–ed))

ETo = Evapotranspirasi acuan (mm/hari) c = Faktor penyesuaian kondisi cuaca akibat siang dan malam

W = Faktor yang mempengaruhi penyinaran matahari (mengacu Tabel Penman hubungan antara temperatur dengan ketinggian)

Rn = Radiasi penyinaran matahari (mm/hari) Rn = Rns – Rn1

Rns = Harga netto gelombang pendek Rn1 = Harga netto gelombang panjang Rns = Rs (1-α)

Rs = Radiasi gelombang pendek

satuan Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agst Sept Okt Nov Des 1 Tempertur (T) oC 26,4 26,4 26,1 26,3 26,3 25,9 25,4 25,9 26,4 26,8 28,0 27,2 2 Kelembatan relatif (Rh) % 72,0 73,0 61,0 68,0 71,0 70,0 63,0 64,0 61,0 61,0 71,0 71,0 3 Penyinaran matahari (n/N) % 37,0 50,0 70,0 85,0 75,0 92,0 100,0 98,0 98,0 97,0 84,0 61,0 4 Kecepatan angin (u) km/jam 3,2 3,9 2,8 2,5 2,6 2,7 3,7 4,1 5,3 4,6 4,2 4,1 m/dtk 0,9 1,1 0,8 0,7 0,7 0,8 1,0 1,1 1,5 1,3 1,2 1,1 km/jam 76,8 93,6 67,2 60,0 62,4 64,8 88,8 98,4 127,2 110,4 100,8 98,4 5 w 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,7 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 6 Ra (tabel) 16,1 16,1 15,5 14,4 13,1 12,4 12,7 13,7 14,9 15,8 16,0 16,0 7 F(t) (tabel) 16,0 16,1 16,3 16,4 16,3 16,0 16,1 16,0 16,4 16,4 16,2 16,5 8 f(u) m/dtk 0,5 0,5 0,5 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,6 0,6 0,5 0,5 9 ea mbar 33,8 35,9 37,4 38,7 36,5 33,8 35,7 35,1 40,0 39,8 34,1 40,1 10 ed mbar 24,4 26,2 22,8 26,3 25,9 23,7 22,5 22,4 24,4 24,3 24,2 28,4 11 Rs mbar 7,2 8,4 9,7 10,2 8,6 9,3 10,0 10,7 11,6 12,2 11,3 9,3 12 f(n/N) 0,4 0,6 0,7 0,9 0,8 0,9 1,0 1,0 1,0 1,0 0,9 0,6 13 f(ed) 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 14 Rn1 mm/hari 2,2 2,8 3,8 4,5 4,0 4,7 5,1 5,0 5,1 5,1 4,4 3,4 15 ea-ed 9,5 9,7 14,6 12,4 10,6 10,1 13,2 12,6 15,6 15,5 9,9 11,6 16 1-w 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,3 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 17 Et0 mm/hari 3,5 3,8 4,3 3,7 3,0 2,8 3,5 3,9 5,0 5,2 4,3 4,1 Rs = ( 0,25 + 0,5 (n/N) ) Ra n/N = Lama penyinaran matahari

Ra = Radiasi extra terresial (berdasarkan lokasi stasiun pengamatan)

Rn1 = 2,01 x 109 . T4 (0,34 – 0,044 ed0,5) (0,1 + 0,9 n/N) = f(T) x f(ed) x f(n/N) (1-W) = Faktor berat sebagai pengaruh angin dan kelembaban

f(u) = Faktor yang tergantung dari kecepatan angin / fungsi relatif angin = 0,27 x (1 +

U2/100) dimana U2 merupakan

kecepatan angin selama 24 jam dalam km/hari

TANGGAL B U L A N

JAN PEB MAR APR MEI JUN JUL AGS SEP O KT NO P DES

1 11 14 5 3 3 1 1 0 1 0 1 2 2 10 18 9 2 1 0 0 0 0 0 1 6 3 7 15 10 2 2 1 0 0 0 0 2 2 4 10 19 12 7 0 1 0 0 1 0 5 6 5 14 14 11 8 2 1 1 0 0 0 2 2 6 13 14 14 5 2 1 0 3 5 0 10 8 7 10 9 7 7 7 1 0 0 0 1 3 8 8 8 12 5 5 4 3 1 0 0 5 7 4 9 11 12 9 5 3 2 1 2 2 1 7 3 10 7 13 12 1 3 2 2 0 0 2 3 2 11 4 13 5 3 5 2 1 2 0 0 0 5 12 7 8 3 7 11 1 0 0 1 0 0 5 13 5 7 7 1 2 1 0 0 3 0 1 9 14 4 14 12 2 4 1 0 0 0 0 1 6 15 1 6 15 4 2 2 0 0 1 2 3 9 16 10 10 9 3 3 2 0 0 1 1 3 6 17 7 8 6 3 3 4 1 0 1 1 3 7 18 4 12 7 5 2 2 0 0 0 1 7 9 19 10 11 11 2 4 1 0 0 1 1 3 12 20 5 12 16 5 1 1 0 0 2 1 7 7 21 12 11 3 5 2 1 0 0 2 1 9 14 22 7 6 7 2 2 1 0 0 1 2 5 6 23 5 5 3 5 2 1 0 0 0 0 5 6 24 7 7 4 2 1 0 0 0 1 0 4 9 25 14 12 4 4 5 0 1 1 0 1 5 8 26 13 14 2 4 3 0 2 1 0 3 3 13 27 16 9 6 2 1 5 4 0 0 2 3 11 28 8 6 4 3 1 1 3 0 0 2 4 11 29 8 4 4 2 1 0 0 0 0 2 14 30 20 2 1 6 1 0 0 0 0 4 7 31 21 3 2 1 0 1 7 TOTAL 289 311 227 112 91 41 19 9 23 28 113 224

Perhitungan Hujan Efektif

Curah hujan efektif untuk irigasi diambil 70% dari curah hujan bulanan yang terlampaui 80% dari dalam periode tersebut. Untuk perhitungannya digunakan curah hujan bulanan rata-rata bulanan dari stasiun stasiun yang dekat dengan areal ini

Tabel 7 merupakan data curah hujan

harian rata rata pada Stasiun Winongan,

Umbulan, Lumbang, Wonorejo yang

dipergunakan untuk menghitung curah hujan efektif yang akan dipakai dalam perhitungan kebutuhan air irigasi. Tahapan selanjutnya adalah pengelompokan data curah hujan berdasarkan besar curah hujannya. Pengelompokan data curah hujan dapat dilihat pada Tabel 8

B U L A N

JAN PEB MAR APR MEI JUN JUL AGS SEP O KT NO P DES

0 - 2 1 0 2 10 16 23 10 4 12 15 7 4 2 - 4 3 0 8 9 9 2 2 1 1 1 11 2 4 - 6 3 4 5 7 3 1 0 0 1 1 4 8 6 - 8 9 4 4 4 1 0 0 0 0 0 4 7 8 - 10 5 3 4 0 0 0 0 0 0 0 2 4 10 - 12 3 7 5 0 1 0 0 0 0 0 0 3 12 - 14 4 7 1 0 0 0 0 0 0 0 0 3 14 - 16 1 1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 16 18 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 18 - 20 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 > 20 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 CURAH HUJAN B U L A N

JAN PEB MAR APR MEI JUN JUL AGS SEP O KT NO P DES

0 - 2 3,2258065 0 6,4516129 33,333333 53,333333 88,461538 83,333333 80 85,714286 88,235294 25 12,90323 2 - 4 12,903226 0 32,258065 63,333333 83,333333 96,153846 100 100 92,857143 94,117647 64,285714 19,35484 4 - 6 22,580645 14,285714 48,387097 86,666667 93,333333 100 100 100 78,571429 45,16129 6 - 8 51,612903 28,571429 61,290323 100 96,666667 92,857143 67,74194 8 - 10 67,741935 39,285714 74,193548 96,666667 100 80,64516 10 - 12 77,419355 64,285714 90,322581 100 90,32258 12 - 14 90,322581 89,285714 93,548387 100 14 - 16 93,548387 92,857143 100 16 18 93,548387 96,428571 18 - 20 96,774194 100 > 20 100 4,93 5,60 2,10 0,8 0,0 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,4 2,10 curah hujan efektif (mm/hari) CURAH HUJAN

Besarnya curah hujan ditentukan dengan 70% dari curah hujan rata-rata tengah bulanan dengan kemungkinan kegagalan 20% (curah hujan R80). Contoh perhitungan bulan Januari

Data peluang 20 % pada bulan Januari terletak pada data curah hujan 2-4 dan 4-6 mm dapat dilihat pada Tabel 9 . Maka dengan menggunakan interpolasi data.

(22,58-12,9)/4 = (20-12,9)/x

x = 2,93 mm/hari

Maka data hujan yang didapat pada bulan Januari = 2 + (x) = 4,93 mm/hari

Tabel 10 Rekapitulasi Curah Hujan Efektif

Bulan R80 Re Januari _4,93 3,45 Februari 5,60 3,92 Maret 2,10 1,47 April 0,762 0,53 Mei ₀ 0 Juni ₀ 0 Juli 0 0 Agustus 0 0 September 0 0 Oktober ₀ 0 November 0,368 0,26 Desember 2,10 1,47

Tabel 8 Pengelompokan Data Curah Hujan

Perkolasi

(mm/hari)

1 Sandy loam

3-6

2 Loam

2-3

3 Clay

1-2

No

Macam Tanah

Contoh perhitungan curah hujan efektif harian bulan Januari

a. Re = 70% x R80

= 4,93 x 0,7 = 3,45 mm/hari

Penyiapan Lahan

Untuk perhitungan kebutuhan air selama penyiapan laham digunakan metode yang dikembangkan oleh Van de Goor Zijlsha (1968). Metode tersebut didasarkan pada lau air konstan dalam liter/detik/ha selama periode penyiapan lahan dan menghasilkan rumus

IR = Mek _/(ek_-1)

Dimana :

IR = kebutuhan air irigasi ditingkat persawahan (mm/hari)

M = kebutuhan air untuk

mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi disawah yang sudah dijenuhkan.

M = E0 + P

Dimana :

E0 = Evaporasi air terbuka yang diambil 1,1 Et0 selama penyiapan lahan (mm/hari) P = Perkolasi (mm/hari)

K = M T/S

Dimana :

T = jangka waktu penyiapan lahan (hari)

S = kebutuhan air untuk

penenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm

Angka 250 mm diambil karena tanah didaerah winongan bertekstur berat dan sudah lebih

dari 2,5 bulan tidak

ditanami.(KP-01 2010)

Tabel 11 Perkolasi Jenis Tanah

Contoh perhitungan, kebutuhan air Bulan Januari

a. Mencari harga evaporasi terbuka yang diambil 1,1 ET0 selama persiapan lahan b. E0 = ET0 x1,1

= 3,53 x 1,1 = 3,88 mm/hari

c. Perkolasi = 2 mm/hari (diasumsikan jenis tanah Loam )

d. Mencari harga kebutuhan air untuk menggantikan air akibat evaporasi dan perkolasi disawah yang sudah jenuh (M) M = E0+P

= 3,88+2 = 5,88 mm/hari

e. Jangka waktu pengiapan lahan (T) = 45 hari

f. Air yang dibutuhkan untuk penjenuhan ditambah 50 mm

S=250 + 50 = 300 mm g. Konstanta

K = MxT/S

5,88 x 45 / 300 = 0,88 h. Kebutuhan air irigasi untuk penyiapan

lahan

IR = Mek _/(ek_-1)

= 5,88 x e0,88_/(e0,88_{-1) = 10,04} mm/hari

jan feb mar apr mei jun jul ags sep okt nov des Et0 mm/hari 3,54 3,85 4,26 3,69 2,97 2,77 3,48 3,92 5,03 5,22 4,33 4,14 Eo mm/hari 3,89 4,23 4,69 4,06 3,26 3,05 3,82 4,32 5,53 5,75 4,77 4,55 Perkolasi mm/hari 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 M mm/hari 5,89 6,23 6,69 6,06 5,26 5,05 5,82 6,32 7,53 7,75 6,77 6,55 T hari 45,00 45,00 45,00 45,00 45,00 45,00 45,00 45,00 45,00 45,00 45,00 45,00 S mm 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 K 0,88 0,93 1,00 0,91 0,79 0,76 0,87 0,95 1,13 1,16 1,01 0,98 IR mm/hari 10,04 10,26 10,56 10,15 9,64 9,51 10,00 10,32 11,12 11,27 10,61 10,47 Bulan parameter satuan

Tabel 12 Perhitungan kebutuhan air persiapan

lahan

Tabel 12 Merupakan Rekapitulasi

perhitungan kebutuhan air pada saat persiapan lahan. Dapat diketahui bahwa kebutuhan air terbesar disaat persiapan lahan terjadi pada bulan Oktober, yaitu sebesar 11,27 mm/hari.

Analisa Kebutuhan Air Irigasi

Kebutuhan air irigasi diambil dari sumber air Umbulan yang berada dielevasi yang lebih rendah dari elevasi sawah tadah hujan yang ada di Kecamatan Winongan. Luas sawah tadah hujan sebesar 95,48 Ha. Elevasi sumber air umbulan 30 m dpl sedangkan elevasi sawah tadah hujan tertinggi berada di 120 m dpl. Dalam satu tahun direncanakan 3 kali tanam dalam setahun dengan pola padi-padi-palawija. Palawija yang ditanam adalah kedelai

Contoh perhitungan kebutuhan air irigasi pada bulan November periode II dengan padi varietas biasa 1. Et0 = 129,98 mm 2. ETc = Et0 x kc = 129,98 x 1,1 mm = 142,98 3. Perkolasi (P) = 30 mm 4. R80 = 2,84 mm 5. Re = 0,26 mm 6. Penggenangan (S) = 300 mm 7. IR = S+ Et +P – Re = 472,73 mm

8. Kebutuhan Air Sawah= 472,73x

10000/(31 x 24 x 3600)/1 ha = 1,76 liter/detik/ha

Rekapitulasi perhitungan kebutuhan air irigasi tersaji pada tabel 13

mm mm mm mm mm mm mm lt/det/ha m3/det 1 15 30 0,37 0,26 129,99 PL 129,99 300 459,73 1,72 0,164 2 15 30 0,37 0,26 129,99 1,1 142,98 300 472,73 1,76 0,169 1 16 32 2,10 1,47 128,19 1,1 141,01 300 471,54 1,76 0,168 2 15 30 2,10 1,47 128,19 1,1 141,01 300 469,54 1,75 0,167 1 16 32 4,93 3,45 109,68 1,1 120,65 300 449,20 1,68 0,160 2 15 30 4,93 3,45 109,68 1,1 120,65 300 447,20 1,67 0,159 1 15 30 5,60 3,92 107,75 1,05 113,13 300 439,21 1,64 0,157 2 13 26 5,60 3,92 107,75 0,95 102,36 300 424,44 1,58 0,151 1 16 32 2,10 1,47 132,16 0 0 300 330,53 1,23 0,118 2 15 30 2,10 1,47 132,16 PL 132,16 300 460,69 1,72 0,164 1 15 30 0,76 0,53 110,75 1,1 121,83 300 451,30 1,68 0,161 2 15 30 0,76 0,53 110,75 1,1 121,83 300 451,30 1,68 0,161 1 16 32 0,00 0,00 92,01 1,1 101,21 300 433,21 1,62 0,154 2 15 30 0,00 0,00 92,01 1,1 101,21 300 431,21 1,61 0,154 1 15 30 0,00 0,00 83,15 1,1 91,46 300 421,46 1,57 0,150 2 15 30 0,00 0,00 83,15 1,05 87,31 300 417,31 1,56 0,149 1 16 32 0,00 0 107,75 0,95 102,36 300 434,36 1,62 0,155 2 15 30 0,00 0 107,75 0 0 300 330,00 1,23 0,118 1 16 32 0,00 0 121,62 0,5 60,81 300 392,81 1,47 0,140 2 15 30 0,00 0 121,62 0,75 91,21 300 421,21 1,57 0,150 1 15 30 0,00 0 150,77 1 150,77 300 480,77 1,79 0,171 2 15 30 0,00 0 150,77 1 150,77 300 480,77 1,79 0,171 1 16 32 0,00 0 161,94 0,82 132,79 300 464,79 1,74 0,166 2 15 30 0,00 0 161,94 0,45 72,87 300 402,87 1,50 0,144 Apr Mei Jun Jul III Agst Sep Okt P mu si m ta n am b u la n p er io d e h ar i I Nov Des Jan Feb Mar II Pengenangan (S)

Et0 IR keb. Air sawah R80 koefisien tanam Etc Re Pengukuran ke- b (m) h (m) 1 7,07 0,05 2 7,07 0,052 3 7,07 0,048 0,05 Pengukuran ke- b (m) h (m) 1 7,07 0,045 2 7,07 0,052 3 7,07 0,05 0,049 Pengukuran ke- b (m) h (m) 1 7,07 0,051 2 7,07 0,05 3 7,07 0,052 4 7,07 0,049 5 7,07 0,081 6 7,07 0,054 0,0562 rata rata 08-Nov-15 16 mei 2016 18 juni 2016 rata rata rata rata

Perhitungan Debit Sumber Air

Kebutuhan air irigasi harus bisa di imbangi dengan ketersediaan air. Ketersediaan air ini berasal dari sumber air Umbulan yang terbuang percuma dan akhirnya akan terbuang ke laut. Sumber air umbulan memiliki 3 pintu pembuangan, 2 pembuangan pintu A dan B, dan 1 pintu C,pintu C digunakan untuk memutar turbin dan akhirnya terbuang ke saluran pembuangan, ketiga salurannya berakhir ke laut.

Saluran Pembuangan Pada Pintu A

Tabel 14 Pengukuran Hasil Survei Pintu A

Dimana :

b : lebar pintu air

h : tinggi air pada pintu air

Tabel 13 Perhitungan kebutuhan air irigasi

b (m) h (m) Q (m3/detik) Q (Liter/detik) I 7,07 0,05 0,135166955 135,1669551 II 7,07 0,049 0,13113229 131,1322896 III 7,07 0,056166667 0,160928699 160,9286989 0,142409315 142,4093145 rata rata

Saluran Pembuangan Pada Pintu B

Tabel 15 Pengukuran Hasil Survei Pintu B

Pengamatan

Ke- b (m) h (m) Tanggal Pengamatan

I 4 0,2 8 November 2015

II 4 0,18 16 Mei 2016 III 4 0,182 18 juni 2016

Saluran pembuangan pada pintu C

Tabel 16 Pengukuran Hasil Survei Pintu C

Pengambilan Ke- Jarak (m) Waktu (Detik) Tanggal Pengambilan 1 5 4,3 8 November 2015 2 5 4,45 3 5 4,24 Rata Rata 5 4,33 1 3 2,35 16 Mei 2016 2 3 2,41 3 3 2,37 Rata Rata 3 2,37 1 20 17,74 18 Juni 2016 2 20 17,28 3 20 15,93 Rata Rata 20 16,98

Perhitungan Debit Air Pintu A

Dengan menggunakan rumus Romjin :

Q=1,71.b.h3/2

Tabel 17 Rekapitulasi Perhitungan Debit Air

Pintu A

Pintu B

Dengan menggunakan Rumus Q = Cd * 2/3 *√(2 *g) * bc * h11,5

Q = debit air (m3_/detik)

Cd = Koefisien Debit 0,93 + 0,10 H1/L untuk 0,1 < H

g = percepatan gravitasi ( = 9,8 m/detik2 ₎

bc = lebar mercu (m)

h1 = kedalaman air hulu terhadap ambang bangunan ukur (m).

Q = debit air (m3_/detik) b = lebar pintu (m) h = tinggi muka air (m)

Gambar 10 Pintu Air B

40 cm 20 cm

40 cm

Gambar 12 Potongan Melintang Pintu Air B

Tabel 18 Rekapitulasi Perhitungan Debit Air

Pintu B

Pintu C

Dengan rumus debit Q = V x A

Q = Debit air (m3_/detik)

V = Kecepatan Air (m/detik) A = Luas Penampang Basah (m2₎

Tabel 19 Rekapitulasi Perhitungan Debit Air

Pintu C

Pengukuran Jarak (m) Waktu (detik) V (m/dtk)

I 5 4,3 1,16279 II 3 2,35 1,27659 III 20 16,98 1,17762 a (m) b (m) A (m2) Q (m3/detik) 1,5 1,02 1,53 1,7790 1,63 1,02 1,6626 2,1224 1,735 1,02 1,7697 2,0840 Q rata rata (m3/detik) 1,9951

Rekapitulasi Debit total pintu A+pintu B + pintu C

Total debit yang didapat dari pintu pembuangan sumber air umbulan didapat dengan menjumlahkan debit rata-rata 3 pintu pembuangan yang ada. Maka didapat total debit sumber air umbulan

Tabel 20 Rekapitulasi Perhitungan Total Debit

Sumber Air Umbulan

Pada Tabel 20 didapat debit sumber air umbulan didapatkan sebesar 3068,7 liter/detik

atau sebesar 3,0687 m3_{/detik maka dapat} disimpulkan bahwa kebutuhan sawah bisa penuhi yaitu kebutuhan air terbesar 0,1575 m3_/detik

Perhitungan Daya Pompa

Pompa yang dibutuhkan untuk

menaikkan air menuju penampungan yang berada di atas yaitu di elevasi 150 m dihitung dengan persamaan kehilangan energi menurut darcy-weisbach

Hf = f.L.v2_/(D.2.g)

f = koefisien gesekan, L = panjang pipa (m) D = diameter pipa (m) v = kecepatan aliran (m/detik)

Desain saluran untuk irigasi berdasarkan debit kebutuhan yang terbesar dikalikan 1,2.Karena saluran tersier irigasi

Data perhitungan yang berada di lapangan.

Elevasi air dikolam (bawah) = 30 m Elevasi air di reservoir (atas) = 120 m

Debit yang dibutuhkan (Q) = 0.156

m3_/detik Panjang pipa (L) = 1610 m Diameter pipa (D) = 0.3 m b (m) h1 (m) bc (m) Q (m3 /detik) L/detik I 6,2 0,2 0,4 1,031657346 1031,657346 II 6,2 0,18 0,4 0,880844484 880,844484 III 6,2 0,18 0,4 0,880844484 880,844484 debit rata rata 0,931115438 931,115438

Pintu Debit (m3_/Detik)

Debit (Liter/Detik) A 0,142409315 142,4093145 B 0,931115438 931,115438 C 1,995193677 1995,193677 Jumlah 3,06871843 3068,71843 Peluap Tanah dasar

Koef. Gesekan (f) = 0.015 Jadi, dengan menggunakan persamaan kehilangan energy Darcy-Weisbach maka didapat Hf = 24,12 m

Menghitung Ketinggian Pompa (Hp)

Hp = H+hf

Hp = (120-30)+ 34,73= 114,12 m

Perhitungan Daya Pompa

D=Q*Hp*ϒ/(75*η)

‘η = efisiensi pompa

Dengan efisiensi pompa sebesar 0.8 maka daya yang didapat sebesar D = 325,97 hp Atau sebesar 148,97 Kw

Perhitungan Saluran Menuju Sawah

Diketahui :

Kebutuhan air : 1,79 liter/detik/ha

Luas : 95,48 ha

Q : (1,79/1000)/95,48 = 0,171

m3_/detik

Q x faktor aman : 0,171 x 1,2 =0,206 m3/detik

S : 0.005

Bentuk : Trapesium

Tabel 21 Perhitungan Desain Saluran Tersier

Maka didapatkan Dimensi Saluran :

h = 0,33 m =0,35 m

B = 0,38 m = 0,4 m

h’ = 0,4 m (standar perencanaan irigasi

Perhitungan

Luas penampang (A) = h2x √3 Keliling basah (P) = 2h x √3

Jari jari hidrolis (R) = A/P = h/2= 0,167 m Kecepatan (V) = 1/n x R2/3 _{x S}1/2

Q = A x V = h2x √3 x 1/n x R2/3 _x

S1/2 Maka didapat nilai h = 0,33 m

B = 2/3 x h x √3 = 0,38 m

Luas penampang saluran (A)= (0,332x √3 ) = 0,19 m2

V = Q/A = 0,206 / 0,19 = 1,07

m/detik

Penjadwalan Pompa

Dari perhitungan debit kebutuhan air irigasi sebesar 0,171 m3_{/detik akan terpenuhi} oleh sumber air umbulan sebesar ±3,068 m3_/detik. Letak sawah tadah hujan berada di elevasi 30m-120m pastinya membutuhkan pompa air untuk mendistribusikan air dari sumber umbulan. Selain pompa harus didesain juga penampungan air sebelum menuju sawah agar dapat diatur debit pengeluaran kebutuhan air irigasi.

Pada penulisan ini, diatur penjadwalan pemasukkan air ke reservoir 24 jam dan dibagi 2 pembagian pompa yaitu pompa A dan pompa B. Penjadwalan penyediaan air ke reservoir dibagi 2 waktu, yaitu waktu pertama jam 6 pagi sampai jam 9 malam dipenuhi oleh pompa A. Sedangkan yang ke dua, jam 9 malam sampai jam 6 pagi di penuhi oleh pompa B.

P A R S h m m2 m m 1,153849801 0,192166615 0,166543873 0,005 0,333087747 Q V B n m3/det m/det m 0,206 1,07022259 0,3846166 0,02 h B h' m 1

Desain Reservoir

Desain Reservoir didapatkan dengan pengaturan debit pompa dalam penyediaan air irigasi. Selisih terbesar debit kebutuhan air irigasi dengan debit pompa penyediaan air yang masuk ke tandon menjadi volume tandon tersebut. Dari pengaturan pompa volume tandon didapatkan sebesar 400 m3_.

Simulasi Penjadwalan Debit Pompa

Kebutuhan air diatur pengambilan dari sumber air umbulan dengan di bagi 2 waktu, pertama pompa A menyala jam 6 pagi sampai jam 9 malam, kemudian dimatikan dan berganti menyala pompa B jam 9 malam sampai jam 6 pagi. Pompa A dan pompa B terdiri dari beberapa

pompa yang dinyalakan bersama, guna

mencukupi kebutuhan debit untuk keperluan irigasi. Dari perencanaan debit pompa, maka

4,2 m

10 m

Pipa masuk dari pompa

Pipa keluar menuju sawah

A

10

A

m

10 m

Gambar 15 Potongan A-A

B

mm mm mm mm mm mm mm lt/det/ha m3/det m3 m3/dt m3 m3 ket ket 12:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 395,02 9,29 10 nyala 1:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 390,03 9,29 10 nyala 2:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 385,05 9,29 10 nyala 3:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 380,06 9,29 10 nyala 4:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 375,08 9,29 10 nyala 5:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 370,09 9,29 10 nyala 6:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 365,11 9,29 10 nyala 7:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 360,13 9,29 10 nyala 8:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 355,14 9,29 10 nyala 9:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 350,16 9,29 10 nyala 10:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 345,17 9,29 10 nyala 11:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 340,19 9,29 10 nyala 12:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 335,20 9,29 10 nyala 1:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 330,22 9,29 10 nyala 2:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 325,24 9,29 10 nyala 3:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 320,25 9,29 10 nyala 4:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 315,27 9,29 10 nyala 5:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 310,28 9,29 10 nyala 6:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 305,30 9,29 10 nyala 7:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 300,31 9,29 10 nyala 8:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 295,33 9,29 10 nyala 9:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 290,35 9,29 10 nyala 10:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 285,36 9,29 10 nyala 11:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 280,38 9,29 10 nyala 12:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 275,39 9,29 10 nyala 1:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 270,41 9,29 10 nyala 2:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 265,42 9,29 10 nyala 3:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 260,44 9,29 10 nyala 4:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 255,46 9,29 10 nyala 5:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1625 585 250,47 9,29 10 nyala 6:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 254,49 9,43 10 nyala 7:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 258,50 9,43 10 nyala 8:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 262,52 9,43 10 nyala 9:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 266,53 9,43 10 nyala 10:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 270,55 9,43 10 nyala 11:00 AM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 274,57 9,43 10 nyala 12:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 278,58 9,43 10 nyala 1:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 282,60 9,43 10 nyala 2:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 286,61 9,43 10 nyala 3:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 290,63 9,43 10 nyala 4:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 294,64 9,43 10 nyala 5:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 298,66 9,43 10 nyala 6:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 302,68 9,43 10 nyala 7:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 306,69 9,43 10 nyala 8:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 310,71 9,43 10 nyala 9:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 314,72 9,43 10 nyala 10:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 318,74 9,43 10 nyala 11:00 PM 30 0,368421 0,257895 129,99 PL 129,99 300,00 459,73 1,72 0,16 589,98 0,1650 594 322,75 9,43 10 nyala

volume out debit pompa volume in Volume tandon total kebutuhan pompa Po mp a pompa A koef tanam

Etc S IR keb. Air sawah P R80 Re Et0 Jam b u la n T a n g g a l N o v ₁ N o v ₂

didapatkan volume tandon sebesar 400m3_, simulasi pompa dapat dilihat pada Tabel 22

Tabel 22 Perencanaan Penyalaan Pompa

Kesimpulan

Dari analisa yang dilakukan, didapatkan beberapa hal, antara lain:

1. Data yang diperoleh dari BPS Kota Pasuruan luas sawah tadah hujan yang dapat dialiri sebesar 95,48 Ha yang berada pada elevasi +120 m sampai elevasi +50 di atas permukaan laut. 2. Kebutuhan air irigasi didapatkan

berdasarkan jumlah luas sawah tadah hujan di Desa Kedungrejo dan Umbulan yaitu paling besar 1,79 liter/detik/ha atau 0,171 m3_{/detik pada Bulan September} yang menjadi acuan dalam mendesain sistem irigasi.

3. Dalam perhitungan debit pintu

pembuangan sumber air umbulan didapat debit rata-rata sebesar 3,069 m3_/detik.

Maka dapat disimpulkan bahwa debit pintu pembuangan sumber air umbulan mencukupi untuk memenuhi kebutuhan irigasi sebesar 0,171 m3_/detik.

4. Sistem pendistribusian air irigasi menggunakan pompa. Pompa yang dibutuhkan berjumlah 15 buah yang diatur dengan 2 periode nyala. Jam 6 pagi sampai jam 9 malam untuk kelompok pompa A serta jam 9 malam sampai jam 6 pagi kelompok pompa B dengan debit pompa sesuai kebutuhan tiap bulan.

5. Pada perencanaan sistem irigasi dibutuhkan sebuah reservoir sebesar 400 m3 _{yang berguna untuk menampung air}

dari pompa menuju saluran irigasi. Desain reservoirnya terbuat dari dinding beton penahan diperkuat kolom kolom beton.

Saran

1. Menyediakan pompa yang mempunyai daya angkat yang tinggi karena beda elevasi sumber air dengan sawah tadah hujan sebesar ± 100 m.

2. Pengaturan pompa jam jaman perlu perhatian khusus dikarenakan mengenai tampungan reservor yang relatif kecil agar tidak meluber serta tidak kosong.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 1986. Standar Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan Bagian Jaringan Irigasi KP-01. Bandung: C.V. Galang Persada.

Arthana, I.W. 2007. Studi Kualitas Air Beberapa Mata Air di Sekitar Bedugul,Bali (The Study of Water Quality of Springs Surrounding Bedugul,Bali), Jurnal Lingkungan Hidup, Bumi Lestari, Vol 7 : 4.

Direktorat Jendral Pengairan, Departemen

Pekerjaan umum, 1986. Standar

Perencanaan Irigasi, Kriteria

Perencanaan Bagian Bangunan Utama, KP-02

Kodoatie, Robert J. 2001. HIDROLIKA

TERAPAN Aliran pada Saluran Terbuka

dan Pipa. C.V ANDI OFFSET.

YOGYAKARTA

Patty, O.F., 1995. Tenaga air. Jakarta. Erlangga

Peraturan Pemerintah Republik

Indonesia no.43 Tentang Air tanah

Priyonugroho,Anton Jurnal Analisis Kebutuhan Air Irigasi (Studi Kasus Pada Daerah Irigasi Sungai Air Keban Daerah Kabupaten Empat Lawang).

Pujiraharjo,Alwafi.. Materi kuliah Hidrolika saluran terbuka, Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil, Universitas Brawijaya.

Sanropie, D, Sumini, Margono, Sugiarto,S, Purwanto, B.Ristanto. 1984, Pedoman Studi Penyedian Air Bersih Akademi Penilik Kesehatan Teknologi Sanitasi,

Departemen Kesehatan Republik

Indonesia

SNI 19-6728.1-2002. Penyusunan neraca sumber daya, Bagian 1 : Sumber daya air spasial. Sudjarwadi, 1990. Teori dan Praktek Irigasi, Pusat Antar Universitas Ilmu Teknik, UGM. Yogyakarta.

Suhardjono. 1994. Kebutuhan Air Tanaman. Malang: Institut Teknologi Nasional. Soemarto.C.D. 1986. Hidrologi Teknik. Usaha

Nasional : Surabaya

Suripin (2004). Pengembangan Sistem Drainase yang Berkelanjutan. Andi Offset, Yogyakarta.

Suroso.2008. Buku Ajar Hidrolika Dasar. Malang Triatmodjo, Bambang. 2008. Hidrologi Terapan,

Beta Offset, Yogyakarta.

Yogie. 2015. Menyingkap Sejarah Mata Air Umbulan. http://www.wartabromo.com. Diakses pada tanggal 8 Maret 2016.